BR112017007875B1

BR112017007875B1 - Fluid heating station circulating in a subsea pipeline network

Info

Publication number: BR112017007875B1
Application number: BR112017007875-9A
Authority: BR
Inventors: Narimane SETTOUTI; Jacques Ruer; Philippe MUGUERRA; Damien SPUDIC
Original assignee: Saipem S.A.
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2022-03-03
Also published as: FR3028131B1; EP3213601A1; FR3028131A1; US10816123B2; WO2016066968A1; US20170336011A1; EP3213601B1; BR112017007875A2

Abstract

ESTAÇÃO DE AQUECIMENTO DE FLUIDOS CIRCULANDO NUMA REDE DE DUTOS SUBMARINOS. A invenção refere-se a uma estação (2) de aquecimento de fluidos circulando numa rede de dutos submarinos, compreendendo, pelo menos, um duto (6) de aquecimento em material condutor destinada a ser ligada a uma duto (4) submarina de transporte de fluidos, pelo menos, um solenoide (8) enrolado em torno de uma parte do duto de aquecimento e alimentado com corrente elétrica para aquecer a parte de duto de aquecimento por indução eletromagnética.FLUIDS HEATING STATION CIRCULATE IN A SUBSEA DUCT NETWORK. The invention relates to a fluid heating station (2) circulating in a subsea pipeline network, comprising at least one heating duct (6) in conductive material intended to be connected to a subsea transport duct (4). of fluids, at least one solenoid (8) wrapped around a heating duct part and supplied with electrical current to heat the heating duct part by electromagnetic induction.

Description

Background of the invention

[001] A presente invenção refere-se ao domínio geral dos dutos submarinas repousando no fundo do mar e assegurando uma ligação entre poços de produção de hidrocarbonetos submarinos, em particular de petróleo e de gás, e uma instalação de superfície, por exemplo, uma unidade flutuante de produção, de armazenamento e de descarga.[001] The present invention relates to the general field of submarine pipelines resting on the seabed and ensuring a connection between subsea hydrocarbon production wells, in particular oil and gas, and a surface installation, for example, a floating production, storage and offloading unit.

[002] Num mesmo campo de produção de hidrocarbonetos offshore, é habitual explorar vários poços que podem estar separados uns dos outros vários quilómetros, ou mesmo dezenas de quilómetros. Os fluidos provenientes destes diferentes poços devem ser recolhidos por dutos submarinas colocadas no fundo do mar e transferidos por dutos de ligação fundo/superfície em direção a uma instalação de superfície, por exemplo, um navio ou um ponto de recolha terrestre, que os vai recolher para os armazenar (e eventualmente os tratar).[002] In the same offshore hydrocarbon production field, it is usual to explore several wells that may be several kilometers, or even tens of kilometers, separated from each other. The fluids coming from these different wells must be collected by subsea pipelines placed on the seabed and transferred by bottom/surface connection pipelines towards a surface facility, for example, a ship or an onshore collection point, which will collect them. to store them (and eventually treat them).

[003] Por outro lado, devido à sua extração a uma grande profundidade no subsolo, os fluidos (petróleo e gás) provenientes dos poços de produção de hidrocarbonetos submarinos, saem a uma temperatura relativamente elevada ao nível do fundo do mar (tipicamente da ordem de 70°C). Sendo a água do mar geralmente fria, sobretudo nas grandes profundidades onde está tipicamente a 4°C, se não for tomada nenhuma disposição para conservar o calor dos fluidos à saída dos poços de produção, estes vão arrefecer progressivamente ao percorrer os quilómetros de dutos submarinas. No entanto, estes fluidos contêm diversos compostos químicos para os quais um arrefecimento faz aparecer fenómenos prejudiciais para a manutenção de boas condições de circulação.[003] On the other hand, due to their extraction at a great depth in the subsoil, the fluids (oil and gas) from the subsea hydrocarbon production wells, come out at a relatively high temperature at the level of the seabed (typically of the order of 70°C). As sea water is generally cold, especially at great depths where it is typically at 4°C, if no provision is made to conserve the heat of the fluids leaving the production wells, they will progressively cool down as they travel through the kilometers of underwater pipelines. . However, these fluids contain several chemical compounds for which cooling causes harmful phenomena to maintain good circulation conditions.

[004] Assim, as moléculas de gás, em particular o metano, combinam-se com as moléculas de água para formar, a baixa temperatura, cristais de hidratos. Estes últimos podem colar-se às paredes, aglomerar-se ali e conduzir à formação de aglomerados capazes de bloquear o duto submarina. Do mesmo modo, a solubilidade no petróleo dos compostos de elevados pesos moleculares, como as parafinas ou os asfaltenos, diminui quando a temperatura baixa, o que dá origem a depósitos sólidos capazes, também estes, de bloquear o duto submarina.[004] Thus, gas molecules, in particular methane, combine with water molecules to form, at low temperature, hydrate crystals. The latter can stick to the walls, cluster there and lead to the formation of clusters capable of blocking the submarine pipeline. Likewise, the solubility in petroleum of compounds of high molecular weight, such as paraffins or asphaltenes, decreases when the temperature drops, which gives rise to solid deposits capable of blocking the subsea pipeline.

[005] Uma destas soluções conhecidas para tentar remediar estes problemas consiste em isolar termicamente os dutos submarinas, a fim de conservar tanto quanto possível o calor inicial dos fluidos transportados. Várias tecnologias estão disponíveis para tal, nas quais, por exemplo, a instalação de dutos coaxiais compreendendo um duto interna transportando os fluidos e um duto externa, coaxial com a anterior, em contacto com o meio submarino, o espaço anular entre estes dutos interno e externo sendo preenchido com um material de isolamento térmico ou ainda esvaziado de qualquer gás.[005] One of these known solutions to try to remedy these problems is to thermally insulate the subsea pipelines, in order to conserve as much as possible the initial heat of the transported fluids. Several technologies are available for this, in which, for example, the installation of coaxial ducts comprising an internal duct carrying the fluids and an external duct, coaxial with the previous one, in contact with the underwater environment, the annular space between these internal and outside being filled with a thermal insulating material or emptied of any gas.

[006] Porém, esta solução de isolamento térmico dos dutos submarinas, na melhor das hipóteses, não permite senão abrandar o inevitável arrefecimento dos fluidos transportados. Em particular, se a distância a percorrer no fundo da água for demasiado importante, ou se o caudal de fluido for reduzido ou mesmo interrompido durante um certo tempo, a temperatura dos fluidos pode descer abaixo de um limiar crítico.[006] However, this solution of thermal insulation of submarine pipelines, at best, only allows to slow down the inevitable cooling of transported fluids. In particular, if the distance to travel at the bottom of the water is too important, or if the fluid flow is reduced or even stopped for a certain time, the temperature of the fluids can drop below a critical threshold.

[007] Uma outra solução conhecida para evitar a formação de aglomerados nos dutos submarinas consiste em limpar frequentemente estas últimas fazendo circular no interior destes raspadores (ou "pig" em inglês) que removem os eventuais depósitos das paredes.[007] Another known solution to prevent the formation of agglomerates in subsea pipelines is to frequently clean the latter by circulating inside these scrapers (or "pig" in English) that remove any deposits from the walls.

[008] No entanto, a raspagem de um duto submarina, na melhor das hipóteses, não pode senão eliminar depósitos de tamanhos relativamente modestos, para evitar qualquer risco de ver o raspador ficar preso no duto. De igual modo, apesar do recurso à raspagem, esta solução necessita mesmo assim de isolar termicamente os dutos, para limitar tanto quanto possível a formação de depósitos sólidos no interior destas.[008] However, scraping a subsea pipeline, at best, can only eliminate deposits of relatively modest sizes, to avoid any risk of seeing the scraper get stuck in the pipeline. Likewise, despite the use of scraping, this solution still needs to thermally insulate the ducts, to limit as much as possible the formation of solid deposits inside them.

[009] Ainda uma outra solução conhecida consiste em aquecer os dutos submarinos ao longo de todo o seu comprimento, graças a um ou vários cabos elétricos que são enrolados em torno dos dutos, para as aquecer por efeito Joule. Esta solução que é chamada "aquecimento por traçagem"(ou "trace heating" em inglês) permite manter os fluidos transportados nos dutos submarinos a uma temperatura superior a um limiar crítico, ao longo de todo o seu trajeto, desde o poço de produção até à instalação de superfície.[009] Yet another known solution is to heat the submarine pipelines along their entire length, thanks to one or more electrical cables that are wound around the pipelines, to heat them by the Joule effect. This solution, called "trace heating" (or "trace heating" in English) makes it possible to keep the fluids transported in the subsea pipelines at a temperature above a critical threshold, along their entire path, from the production well to the to surface installation.

[010] Esta última solução apresenta problemas evidentes ligados à instalação de tais cabos elétricos de aquecimento ao longo de todo o comprimento dos dutos submarinos, com os custos importantes que tal representa em termos de instalação e de manutenção. Por outro lado, o aquecimento por traçagem baseia-se na continuidade da instalação ao longo de todos os dutos submarinos. No entanto, se esta continuidade viesse a ser interrompida por qualquer razão num local das dutos, toda a instalação se encontraria fora de serviço. Esta limitação impõe, portanto, que se considere este tipo de aquecimento unicamente para as fases ditas de preservação dos fluidos transportados, e não para as fases operacionais de funcionamento.[010] This last solution presents obvious problems linked to the installation of such electrical heating cables along the entire length of the submarine pipelines, with the significant costs that this represents in terms of installation and maintenance. On the other hand, trace heating is based on the continuity of the installation along all the subsea pipelines. However, if this continuity were to be interrupted for any reason at one of the ducts, the entire installation would be out of order. This limitation therefore requires that this type of heating be considered only for the so-called preservation phases of the transported fluids, and not for the operational phases of operation.

Purpose and summary of the invention

[011] A presente invenção tem portanto por objetivo principal propor uma estação de aquecimento que não apresente os inconveniente anteriormente citados.[011] The present invention therefore has as its main objective to propose a heating station that does not present the aforementioned drawbacks.

[012] Este objetivo é alcançado graças a uma estação de aquecimento de fluidos circulando numa rede de dutos submarinos, compreendendo, pelo menos, um duto de aquecimento em material condutor destinada a ser ligada a um duto submarino de transporte de fluidos, pelo menos, um solenoide enrolado em torno de uma parte do duto de aquecimento e alimentado em corrente elétrica para aquecer a parte de duto de aquecimento por indução eletromagnética.[012] This objective is achieved thanks to a fluid heating station circulating in a subsea pipeline network, comprising at least one heating duct in conductive material intended to be connected to a subsea fluid transport duct at least. a solenoid wound around a heating duct part and powered by electrical current to heat the heating duct part by electromagnetic induction.

[013] A estação de aquecimento de acordo com a invenção é notável pela sua grande flexibilidade de utilização: dispondo judiciosamente uma ou várias estações de aquecimento ao longo dos dutos submarinos, é possível assegurar um nível suficiente de temperatura dos fluidos transportados ao longo de um comprimento muito grande de dutos submarinos. A título de exemplo, numa rede de dutos submarinos de 240 km de comprimento e, no caso de uma gestão do aquecimento que exigiria em fase de funcionamento normal um aquecimento contínuo das dutos, estas estações de aquecimento poderiam ser ligadas todos os 30 km, aproximadamente, ao longo das dutos.[013] The heating station according to the invention is notable for its great flexibility of use: by judiciously arranging one or more heating stations along the submarine ducts, it is possible to ensure a sufficient level of temperature of the fluids transported along a very large length of subsea pipelines. For example, in a network of submarine pipelines 240 km long and, in the case of heating management that would require continuous heating of the pipelines during normal operation, these heating stations could be connected every 30 km, approximately , along the ducts.

[014] Além disso, estas estações de aquecimento são inteiramente amovíveis e podem, portanto, ser facilmente desligadas das dutos submarinos para serrem deslocadas para um outro local da rede ou para sofrer uma operação de manutenção ou de reparação. Elas podem igualmente ser integradas em redes de dutos existentes, porque a sua ligação numa duto submarino não necessita de modificações importantes da rede. Em caso de falha de uma estação de aquecimento, o resto da linha de funcionamento não se encontrará afetada (as outras estações de aquecimento não serão postas fora de serviço).[014] In addition, these heating stations are fully removable and can therefore be easily disconnected from the subsea pipelines to be moved to another location in the network or to undergo a maintenance or repair operation. They can also be integrated into existing pipeline networks, as their connection to a subsea pipeline does not require major network modifications. In case of failure of one heating station, the rest of the operating line will not be affected (the other heating stations will not be put out of service).

[015] As estações de aquecimento de acordo com a invenção apresentam assim uma grande facilidade de instalação numa rede de dutos (elas são amovíveis e independentes umas das outras), uma muito grande flexibilidade de utilização (elas podem ser utilizadas em fase de funcionamento normal, em fase de preservação dos fluidos, etc.), e um reduzido custo de instalação e de manutenção.[015] The heating stations according to the invention are therefore very easy to install in a duct network (they are removable and independent of each other), a very high flexibility of use (they can be used in normal operation phase). , in the fluid preservation phase, etc.), and a reduced installation and maintenance cost.

[016] De um modo vantajoso, a duto de aquecimento compreende uma pluralidade de enrolamentos de duto dotados, cada um, de uma secção de duto em torno da qual é enrolado um solenoide. Assim, é possível aquecer um importante comprimento de duto num reduzido atravancamento no solo. Neste caso, os enrolamentos de duto podem formar uma serpentina.[016] Advantageously, the heating duct comprises a plurality of duct windings each provided with a duct section around which a solenoid is wound. Thus, it is possible to heat an important length of duct in a reduced soil clutter. In this case, the duct windings can form a coil.

[017] O duto de aquecimento pode compreender um número de enrolamentos de duto que é um múltiplo do número de fases da corrente elétrica de alimentação, os enrolamentos de duto sendo, cada um, de uma secção de duto em torno da qual é enrolado um solenoide, sendo os solenoides montados eletricamente de modo a obter uma montagem polifásica. Assim, o duto de aquecimento pode compreender seis enrolamentos de duto, estando os solenoides montados por séries de dois para formar três pares de solenoides alimentados em corrente trifásica.[017] The heating duct may comprise a number of duct windings which is a multiple of the number of phases of the electrical supply current, the duct windings each being of a duct section around which a solenoid, the solenoids being electrically mounted so as to obtain a polyphase assembly. Thus, the heating duct may comprise six duct windings, the solenoids being mounted in a series of two to form three pairs of solenoids supplied with three-phase current.

[018] De um modo preferido, a estação de aquecimento compreende ainda um isolante intercalado entre o duto de aquecimento e o solenoide. A presença de um isolante permite assegurar um isolamento térmico do duto de aquecimento para evitar qualquer perda de calor para o exterior.[018] Preferably, the heating station further comprises an insulator sandwiched between the heating duct and the solenoid. The presence of an insulator makes it possible to ensure thermal insulation of the heating duct to prevent any heat loss to the outside.

[019] De um modo preferido igualmente, a estação de aquecimento compreende ainda núcleos magnéticos dispostos de ambos os lados do solenoide para conter o campo eletromagnético criado por este. A presença dos núcleos magnéticos permite concentrar o fluxo do campo eletromagnético na direção do duto de aquecimento.[019] Preferably also, the heating station further comprises magnetic cores arranged on both sides of the solenoid to contain the electromagnetic field created by it. The presence of magnetic cores makes it possible to concentrate the flow of the electromagnetic field in the direction of the heating duct.

[020] O solenoide pode ser enrolado em torno de uma parte da duto de aquecimento em, pelo menos, duas camadas sobrepostas. O solenoide também pode ser mergulhado numa resina.[020] The solenoid can be wrapped around a part of the heating duct in at least two overlapping layers. The solenoid can also be dipped in resin.

[021] O duto de aquecimento e o solenoide estão alojados de um modo vantajoso numa câmara estanque que é amovível e apta a ser ligada a um duto submarino de transporte de fluidos.[021] The heating duct and the solenoid are advantageously housed in a watertight chamber that is removable and capable of being connected to an underwater fluid transport duct.

[022] Neste caso, uma parede da câmara pode compreender uma camada de material isolante térmico e a câmara pode destinar-se a ser ligada a um duto submarino de transporte de fluidos de modo direto ou por meio de um duto de ligação.[022] In this case, a wall of the chamber may comprise a layer of thermal insulating material and the chamber may be intended to be connected to a subsea fluid transport duct directly or through a connecting duct.

Brief description of drawings

[023] Outras características e vantagens da presente invenção irão evidenciar-se a partir da descrição feita abaixo, com referência aos desenhos em anexo que ilustram exemplos de realização desprovidos de qualquer caráter limitativo. Nas figuras:[023] Other features and advantages of the present invention will become evident from the description given below, with reference to the attached drawings that illustrate embodiment examples devoid of any limiting character. In the figures:

[024] a figura 1 é uma vista esquemática de uma estação de aquecimento de acordo com um primeiro modo de realização da invenção;[024] Figure 1 is a schematic view of a heating station according to a first embodiment of the invention;

[025] a figura 2 é uma vista esquemática de uma estação de aquecimento de acordo com uma variante do primeiro modo de realização;[025] figure 2 is a schematic view of a heating station according to a variant of the first embodiment;

[026] a figura 3 é uma vista esquemática de uma estação de aquecimento de acordo com um segundo modo de realização da invenção; e[026] Figure 3 is a schematic view of a heating station according to a second embodiment of the invention; and

[027] as figuras 4 a 7 mostram diferentes características das estações de aquecimento de acordo com a invenção.[027] Figures 4 to 7 show different characteristics of the heating stations according to the invention.

Detailed description of the invention

[028] A invenção aplica-se a qualquer rede de dutos submarinos assegurando uma ligação entre, pelo menos, um poço de produção de hidrocarbonetos submarinos e uma instalação de superfície.[028] The invention applies to any subsea pipeline network ensuring a connection between at least one subsea hydrocarbon production well and a surface facility.

[029] Uma tal rede de dutos submarinos tem por objetivo transportar os hidrocarbonetos (petróleo e gás) provenientes de um ou vários poços de produção submarinos, para os encaminhar em direção a uma instalação de superfície, por exemplo, uma unidade flutuante de produção, de armazenamento e de descarga (igualmente chamada FPSO para "Floating Production Storage and Offloading" em inglês).[029] Such a network of subsea pipelines aims to transport hydrocarbons (oil and gas) from one or several subsea production wells, to route them towards a surface facility, for example, a floating production unit, storage and offloading (also called FPSO for "Floating Production Storage and Offloading" in English).

[030] Estas redes compreendem geralmente vários dutos submarinos colocadas no fundo do mar e nas quais circulam os fluidos provenientes dos poços de produção.[030] These networks generally comprise several submarine pipelines placed on the seabed and in which the fluids from the production wells circulate.

[031] Para manter os fluidos transportados nestes dutos submarinos a uma temperatura superior a um limiar crítico, permitindo evitar a formação de depósitos no interior dos referidos dutos, a invenção prevê ligar os dutos a uma ou várias estações de aquecimento amovíveis, tais como aquela representada na figura 1.[031] To keep the fluids transported in these submarine ducts at a temperature above a critical threshold, allowing to avoid the formation of deposits inside said ducts, the invention provides for connecting the ducts to one or more removable heating stations, such as the one represented in figure 1.

[032] A estação 2 de aquecimento representada na figura 1 é ligada de modo amovível num duto 4 submarino. Ela é comandada a partir da instalação na superfície (não representada na figura) em função em particular do modo de funcionamento da rede (tipicamente: fase de funcionamento normal, fase de preservação ou fase de reinicialização da produção).[032] The heating station 2 shown in figure 1 is detachably connected to a submarine duct 4. It is controlled from the surface installation (not shown in the figure) depending in particular on the network operating mode (typically: normal operating phase, preservation phase or production restart phase).

[033] A estação 2 de aquecimento de acordo com a invenção funciona segundo o princípio da indução eletromagnética. Para tal, ela compreende, pelo menos, um duto 6 de aquecimento realizada num material condutor (por exemplo em metal, em aço inoxidável, em carbono, etc.) e que está ligada a uma duto 4 submarina na qual circulam os fluidos provenientes de poços de produção e, pelo menos, um solenoide 8 que é enrolado em torno de uma parte do duto de aquecimento e alimentado em corrente elétrica a partir de uma instalação de superfície para aquecer a parte de duto de aquecimento por indução eletromagnética.[033] The heating station 2 according to the invention works on the principle of electromagnetic induction. To this end, it comprises at least one heating duct 6 made of conductive material (for example in metal, stainless steel, carbon, etc.) and which is connected to a submarine duct 4 in which the fluids from production wells and at least one solenoid 8 which is wrapped around a heating duct part and supplied with electrical current from a surface installation to heat the heating duct part by electromagnetic induction.

[034] Mais precisamente, o duto 6 de aquecimento e o solenoide 8 podem estar alojados no interior de uma câmara 10 estanque que repousa no fundo do mar e que pode ser deslocada facilmente para um outro local da rede, por exemplo para sofrer uma operação de manutenção ou de reparação (tipicamente por intermédio de um robô controlado a partir da instalação na superfície). De modo vantajoso, a câmara 10 da estação de aquecimento de acordo com a invenção apresenta um reduzido atravancamento no solo. De modo alternativo, o duto de aquecimento pode estar diretamente na água, apenas estando assegurada a impermeabilidade do solenoide.[034] More precisely, the heating duct 6 and the solenoid 8 can be housed inside a watertight chamber 10 that rests on the seabed and that can be easily moved to another location in the network, for example to undergo an operation. maintenance or repair (typically by means of a robot controlled from the surface installation). Advantageously, the chamber 10 of the heating station according to the invention has a low clutter on the ground. Alternatively, the heating duct can be directly in the water, only ensuring the impermeability of the solenoid.

[035] No exemplo de realização da figura 1, o solenoide 8 é constituído por bobinagem, numa camada de espiras, de um fio em cobre que está ligado numa extremidade a um cabo 12a elétrico de entrada e na extremidade oposta a um cabo 12b elétrico de saída, sendo estes cabos 12a, 12b alimentados em corrente elétrica a partir da instalação na superfície.[035] In the embodiment example of figure 1, the solenoid 8 consists of winding, in a layer of turns, a copper wire that is connected at one end to an electrical input cable 12a and at the opposite end to an electrical cable 12b output, these cables 12a, 12b being supplied with electrical current from the surface installation.

[036] A título de exemplo, para realizar o solenoide 8, poderá utilizar-se uma bobinagem de 80 espiras por metro de um fio em cobre de um diâmetro de 8 mm e que é incorporado entre dois tubos 14 realizados em plástico reforçado por fibras de vidro. O volume interno delimitado pelos tubos 14 pode ser preenchido por uma resina.[036] As an example, to make the solenoid 8, a winding of 80 turns per meter of a copper wire with a diameter of 8 mm can be used, which is incorporated between two tubes 14 made of fiber-reinforced plastic of glass. The internal volume delimited by the tubes 14 can be filled with a resin.

[037] Sempre a título de exemplo, poderá aplicar-se aos bornes do solenoide 8 assim montado uma tensão elétrica da ordem de 2640 V com uma intensidade de 150 A.[037] Always as an example, an electrical voltage of the order of 2640 V with an intensity of 150 A can be applied to the terminals of the solenoid 8 thus mounted.

[038] De um modo preferido, a estação 2 de aquecimento compreende ainda um isolante 16 que está intercalado entre o duto 6 de aquecimento e o solenoide 8. Por exemplo, este isolante 16 poderá ser realizado à base de polipropileno, de poliuretano ou de polietileno.[038] Preferably, the heating station 2 also comprises an insulator 16 which is sandwiched between the heating duct 6 and the solenoid 8. For example, this insulator 16 may be made of polypropylene, polyurethane or polyethylene.

[039] A presença de um tal isolante 16 permite assim assegurar um isolamento térmico eficaz do duto 6 de aquecimento para evitar qualquer perda de calor para o exterior.[039] The presence of such an insulator 16 thus makes it possible to ensure an effective thermal insulation of the heating duct 6 to avoid any heat loss to the outside.

[040] Por outro lado, em alternativa ou em complemento deste isolante 16, a parede da câmara 10 pode compreender uma camada de material isolante térmico.[040] On the other hand, as an alternative or in addition to this insulator 16, the wall of the chamber 10 can comprise a layer of thermal insulating material.

[041] De um modo preferido, igualmente, a estação 2 de aquecimento compreende ainda dois núcleos 18 magnéticos que estão dispostos de ambos os lados do solenoide 8 para conter o campo eletromagnético criado por este. Por exemplo, como representado no exemplo de realização da figura 1, estes núcleos 18 poderão estar dispostos em torno do duto 6 de aquecimento em cada extremidade desta.[041] Preferably, likewise, the heating station 2 further comprises two magnetic cores 18 which are arranged on either side of the solenoid 8 to contain the electromagnetic field created by it. For example, as shown in the exemplary embodiment of figure 1, these cores 18 could be arranged around the heating duct 6 at each end thereof.

[042] Tipicamente, cada núcleo 18 é composto de um conjunto de chapas magnéticas de 100 mm de espessura aproximadamente. Contendo o campo eletromagnético, estes núcleos permitem diminuir a necessidade de corrente indutora para um valor de aquecimento dado. Por outro lado, a presença destes núcleos permite evitar qualquer radiação eletromagnética para além do duto 6 de aquecimento, o que evita qualquer interferência com os equipamentos eletrónicos na vizinhança.[042] Typically, each core 18 is composed of a set of magnetic plates approximately 100 mm thick. Containing the electromagnetic field, these cores make it possible to reduce the need for inducing current for a given heating value. On the other hand, the presence of these cores makes it possible to avoid any electromagnetic radiation beyond the heating duct 6, which prevents any interference with electronic equipment in the vicinity.

[043] A figura 2 representa uma variante de realização na qual o solenoide 8' da estação 2' de aquecimento enrolado em torno do duto 6 de aquecimento em duas camadas sobrepostas.[043] Figure 2 represents a variant embodiment in which the solenoid 8' of the heating station 2' is wound around the heating duct 6 in two superimposed layers.

[044] Com uma tal disposição, é possível fazer de modo a que o cabo 12'elétrico de entrada e o cabo elétrico 12'b de saída estejam posicionados numa mesma extremidade do solenoide 8'. Assim, a ligação destes cabos 12'a, 12'b à instalação na superfície é mais simples de realizar (relativamente à disposição da figura 1).[044] With such an arrangement, it is possible to make it so that the input electrical cable 12' and the output electrical cable 12'b are positioned at the same end of the solenoid 8'. Thus, connecting these cables 12'a, 12'b to the surface installation is simpler to carry out (compared to the arrangement in figure 1).

[045] A figura 3 é uma vista esquemática de uma estação 2" de aquecimento de acordo com um segundo modo de realização da invenção.[045] Figure 3 is a schematic view of a heating station 2" according to a second embodiment of the invention.

[046] Neste modo de realização, o duto 6 de aquecimento da estação 2" de aquecimento compreende uma pluralidade de enrolamentos 20 de duto (por exemplo, em número de seis) dotados, cada um, de uma secção 22 de duto, por exemplo retilínea, em torno da qual está enrolado um solenoide 8.[046] In this embodiment, the heating duct 6 of the heating station 2" comprises a plurality of duct windings 20 (e.g. six in number) each provided with a duct section 22, e.g. rectilinear, around which a solenoid is wound 8.

[047] Como visível na figura 3, estes enrolamentos 20 de duto formam uma serpentina, esta última estando alojada no interior de uma câmara 10 estanque. Por serpentina, entende-se aqui um duto de aquecimento que é enrolada em espiral ou em hélice de modo a fazer caber um grande comprimento de duto numa câmara 10 de dimensões limitadas.[047] As visible in figure 3, these duct windings 20 form a coil, the latter being housed inside a watertight chamber 10. By coil is meant here a heating duct which is wound in a spiral or in a helix so as to fit a large length of duct in a chamber 10 of limited dimensions.

[048] A título de exemplo, poderá realizar-se uma serpentina compreendendo seis secções retilíneas de duto 22 cada uma tendo um comprimento de 20 m, o que permite de fazer caber 120 m de partes de duto de aquecimento no interior de uma câmara de reduzido atravancamento no solo.[048] By way of example, a coil comprising six straight sections of duct 22 each having a length of 20 m can be made, which makes it possible to fit 120 m of heating duct parts inside a heating chamber. reduced clutter on the ground.

[049] Cada secção retilínea de duto 22 da estação 2" de aquecimento é aquecida por um solenoide particular. Mais precisamente, a estação 2" de aquecimento deste segundo modo de realização compreende de um modo vantajoso seis solenoides 8-1 a 8-6 que são montados por séries de dois para formar três pares de solenoides. Assim, o solenoide 8-1 é montado em série com o solenoide 8-4, o solenoide 8-2 é montado em série com o solenoide 85 e o solenoide 8-3 é montado em série com o solenoide 8-6.[049] Each straight section of duct 22 of the heating station 2" is heated by a particular solenoid. More precisely, the heating station 2" of this second embodiment advantageously comprises six solenoids 8-1 to 8-6 which are assembled by series of two to form three pairs of solenoids. So solenoid 8-1 is mounted in series with solenoid 8-4, solenoid 8-2 is mounted in series with solenoid 85, and solenoid 8-3 is mounted in series with solenoid 8-6.

[050] Estes três pares de solenoides assim formados são, de um modo preferido, alimentados a partir da instalação na superfície em corrente elétrica trifásica. Por exemplo, utilizar-se-á para cada solenoide uma corrente elétrica de 150 A de intensidade. Quanto à tensão nos bornes desta montagem, ela dependerá do esquema de ligação elétrica (em estrela ou em triângulo). Além disso, numa variante não representada, os três pares de solenoides podem ser montados em paralelo (em vez de em série).[050] These three pairs of solenoids thus formed are preferably fed from the surface installation in three-phase electric current. For example, an electric current of 150 A of intensity will be used for each solenoid. As for the voltage at the terminals of this assembly, it will depend on the electrical connection diagram (star or delta). Furthermore, in a variant not shown, the three solenoid pairs can be mounted in parallel (instead of in series).

[051] Com uma tal disposição, é possível alcançar uma potência de aquecimento do duto 6 de aquecimento que atinge 1200 kW, o que permite de fazer subir a temperatura exterior deste duto de aquecimento até 120°C.[051] With such an arrangement, it is possible to achieve a heating power of the heating duct 6 that reaches 1200 kW, which makes it possible to raise the outside temperature of this heating duct to 120°C.

[052] Bem entendido, como para o primeiro modo de realização descrito em ligação com as figuras 1 e 2, a estação 2" de aquecimento pode compreender igualmente um isolante 16 que é intercalado entre cada secção retilínea de duto 22 e cada solenoide 8-1 a 8-6. Do mesmo modo, núcleos 18 magnéticos podem, de um modo vantajoso, estar dispostos de ambos os lados dos solenoides 8-1 a 8-6 para conter os campos eletromagnéticos criados por estes.[052] Of course, as for the first embodiment described in connection with figures 1 and 2, the heating station 2" may also comprise an insulator 16 which is sandwiched between each straight section of duct 22 and each solenoid 8- 1 to 8-6 Likewise, magnetic cores 18 may advantageously be arranged on either side of solenoids 8-1 to 8-6 to contain the electromagnetic fields created by them.

[053] Além disso, as secções de duto em torno das quais estão enrolados os solenoides não são forçosamente retilíneas e a disposição dos solenoides pode ser diferente daquela descrita aqui. Do mesmo modo, o número de enrolamentos de duto não é necessariamente igual a seis (ele é, de um modo preferido, um múltiplo do número de fases da corrente elétrica utilizada para a alimentação: tipicamente de 4, 8, 12, etc. para uma corrente bifásica, de 6, 9, 12, etc. para uma corrente elétrica trifásica, etc.).[053] In addition, the duct sections around which the solenoids are wound are not necessarily straight and the arrangement of the solenoids may differ from that described here. Likewise, the number of duct windings is not necessarily equal to six (it is preferably a multiple of the number of phases of the electrical current used for the supply: typically 4, 8, 12, etc. for a two-phase current, from 6, 9, 12, etc. to a three-phase electric current, etc.).

[054] Em ligação com as figuras 4 a 7, descrever-se-á agora diferentes características comuns às diferentes estações de aquecimento descritas anteriormente.[054] In connection with figures 4 to 7, different characteristics common to the different heating stations described above will now be described.

[055] Como representado na figura 5, a estação 2, 2', 2" de aquecimento está ligada diretamente a um duto 4 submarina, por exemplo, por meio de válvulas 24.[055] As shown in figure 5, the heating station 2, 2', 2" is directly connected to a submarine duct 4, for example, by means of valves 24.

[056] Em alternativa, no modo de realização da figura 6, a estação 2, 2', 2" de aquecimento está ligada a uma duto 4 submarina, por meio de um duto 26 de desvio (ou duto de "by-pass") ligada ao duto submarino correspondente por válvulas 24. Além disso, o duto 4 submarino está equipado com uma válvula 28 de desvio.[056] Alternatively, in the embodiment of figure 6, the heating station 2, 2', 2" is connected to a subsea duct 4, by means of a bypass duct 26 (or "by-pass" duct ) connected to the corresponding subsea duct by valves 24. Furthermore, the subsea duct 4 is equipped with a bypass valve 28.

[057] No modo de realização da figura 7, o duto 4 submarino está ligado a duas estações 2, 2', 2" de aquecimento, instaladas em série segundo o princípio de ligação da figura 6 (por intermédio de dutos 26 de desvio e o recurso a válvulas 28 de desvio).[057] In the embodiment of figure 7, the submarine duct 4 is connected to two heating stations 2, 2', 2" installed in series according to the connection principle of figure 6 (through diversion ducts 26 and the use of bypass valves 28).

[058] Este modo de realização prevê assim uma redundância das estações de aquecimento, na qual cada estação de aquecimento é capaz de assegurar sozinha o aquecimento desejado dos fluidos transportados. Em tempo normal, apenas uma destas duas estações de aquecimento é utilizada ou as duas são-no a meia-potência. Se uma das estações de aquecimento é removida, a outra estação toma o seu lugar.[058] This embodiment thus provides for a redundancy of the heating stations, in which each heating station is able to alone ensure the desired heating of the transported fluids. In normal weather, only one of these two heating stations is used or both are used at half power. If one of the heating stations is removed, the other station takes its place.

[059] Finalmente, na variante de realização da figura 8, o duto 4 submarino está ligada a duas estações 2, 2', 2" de aquecimento instaladas em paralelo com a presença, a montante e a jusante das estações de aquecimento, de dispositivos 30 permitindo assegurar um encaminhamento de um raspador destinado a raspar os eventuais depósitos das paredes.[059] Finally, in the embodiment variant of figure 8, the submarine duct 4 is connected to two heating stations 2, 2', 2" installed in parallel with the presence, upstream and downstream of the heating stations, of devices 30 allowing to ensure the routing of a scraper intended to scrape any deposits from the walls.

Claims

1. Station (2, 2', 2") for heating fluids circulating in a network of submarine ducts, characterized in that it comprises at least one removable watertight chamber 10 inside which at least one duct (6) is housed heater in conductive material intended to be detachably connected to an underwater fluid transport duct (4) and at least one solenoid (8, 8', 8-1 to 8-6) wrapped around a part of the heating duct and powered by electric current to heat the heating duct part by electromagnetic induction.

2. Heating station according to claim 1, characterized in that the heating duct comprises a plurality of duct windings (20) each provided with a duct section (22) around which it is wound a solenoid (81 to 8-6).

Heating station according to claim 2, characterized in that the duct windings form a coil.

A heating station according to any one of claims 2 and 3, characterized in that the heating duct comprises a number of duct windings which is a multiple of the number of phases of the electrical supply current, the duct windings each being one, of a section of duct around which a solenoid is wound, the solenoids being electrically mounted so as to obtain a polyphase assembly.

Heating station according to claim 4, characterized in that the heating duct comprises six duct windings, the solenoids being mounted in a series of two to form three pairs of solenoids supplied with three-phase current.

Heating station according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises an insulator (16) sandwiched between the heating duct (6) and the solenoid (8, 8', 8-1 to 8-6). ).

Heating station according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises magnetic cores (18) arranged on either side of the solenoid (8, 8', 8-1 to 8-6) to contain the field. electromagnetic wave created by it.

Heating station according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the solenoid is wound around a part of the heating duct in at least two superimposed layers.

Heating station according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the solenoid is dipped in a resin.

Heating station according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the heating duct and the solenoid are advantageously housed in a sealed chamber (10) which is removable and capable of being connected to a duct (4). ) fluid transport submarine.

Heating station according to claim 10, characterized in that a chamber wall (10) comprises a layer of thermal insulating material.

Heating station according to claim 10 or 11, characterized in that the chamber (10) is intended to be connected to a subsea fluid transport duct directly or by means of a connecting duct (26).